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[参考译文] INA180:电流检测放大器滤波器带宽

Guru**** 2394225 points
Other Parts Discussed in Thread: INA180

请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1528522/ina180-current-sense-amplifier-filter-bandwidth

器件型号:INA180

工具/软件:

我尝试使用 H 桥 (20kHz) 读取由 PWM 驱动的电机的电流。 我将结合使用分流器和 TI INA180 放大器进行低侧电流检测。 然后、该电压将馈送微控制器的 ADC。
放大器输出将大约为 20kHz 方波。
我找到了这个参考设计:https://www.ti.com/tool/TIDA-010056
基准输入滤波器带宽~2.4MHz、输出滤波器带宽~1.6MHz。 但它们使用的放大器只有 150kHz 的带宽。 我假设 TI 对此的了解比我要多得多、但我的印象是放大器必须比滤波器更快、否则事情会变得不稳定。 有人能帮助我理解这一点吗?
此外、INA180 的最大输出为 8mA。 如何通过 100 Ω 电阻器驱动 1nF 电容?
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    尊敬的 Wes:

    基准输入滤波器带宽为~2.4MHz、输出滤波器带宽为~1.6MHz。 但它们使用的放大器只有 150kHz 的带宽。 我假设 TI 对此的了解比我要多得多、但我的印象是放大器必须比滤波器更快、否则事情会变得不稳定。 有人能帮助我理解这一点吗?

    输入滤波器用于消除可能无法在输入和输出之间进行耦合的任何高频、从而对增益和输出产生不利影响。 输入滤波器(尤其是差分电容器)还有助于减轻可能导致输出尖峰的任何快速瞬变。 输出滤波器用于消除可能耦合到信号中的任何残余高频噪声。  

    此外、INA180 的最大输出为 8mA。 如何通过 100 Ω 电阻驱动 1nF 电容?

    8mA 适用于直流电流、滤波器对于交流电流很重要。通常、INA180 可以驱动 1nF 的最大电容负载、而不会出现 DS 中所述的振荡。 当电容小于 1nF 时、使用输出阻抗与频率间的关系图来选择一个串联的电阻器、以便不存在持续振荡。

    此致、

    Mallika Senthil

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    我想我的问题是:

    是否有一种简化的方法来设计输出 RC 滤波器、以避免振荡并仍然实现其预期的工作?

    所有抗混叠和电荷桶滤波器设计指南都适用于常规运算放大器。 这些黑盒电流检测放大器似乎没有任何指南。 我们不知道增益带宽、小信号带宽、大信号带宽或稳定时间。

    那么、此器件的输出 RC 滤波器带宽限制是多少、如何从数据表中确定该限制呢?

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    尊敬的 Wes:

    我正在研究这个、我很快就会回来。

    此致、
    Mallika Senthil

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    尊敬的 Wes:

    请参阅以下应用手册、它可能会有所帮助。
    https://www.ti.com/lit/an/sboa443/sboa443.pdf

    此致、
    Mallika Senthil

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    是的、我已经学习了这个应用程序。 它说:

     为进行以下分析所作的假设为:
    •电流检测放大器比滤波器快 4 倍

    如果将这些公式应用于参考设计、则 R23 应~15k Ω、C23 应~100pF、从而提供~100kHz 的滤波器带宽。

    我仍然不知道参考设计的输出滤波器值是如何确定的。 

    选择 1nF 是因为数据表中将其列为最大容性负载?

    是否选择了 100 欧姆以匹配 ADC 阻抗?

    带宽是否很重要?

    数据表包含非常具体的输入滤波说明、但没有说明输出滤波。



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    尊敬的 Wes:

    本应用手册讨论了驱动 SAR ADC 的滤波器、但我认为该参考设计具有输入和输出滤波器、可滤除交流 CMRR 的高频分量、而不是用于驱动 ADC、因此放大器速度并不那么重要。

    我仍然不知道参考设计输出滤波器值是如何确定的。 [/报价]

    由于我的团队并未设计此设计、因此我只能通过良好的结论得出结论、 我 认为 输出   电容值是根据最大容性负载 (1nF) 确定的、电阻器可能设置为与 ADC 阻抗相匹配。

    带宽是否重要

    这取决于 ADC 的采样频率。

    通常、如果电流检测放大器输出要驱动 ADC、则经验法则是输出滤波电容器 (Cpext) 比 ADC 中的输入电容器 (Ci) 大 20 倍。 如果不用于驱动 ADC、则出于滤波目的、请根据您想要滤除元件的频率选择电阻器和电容器值。

    https://www.ti.com/lit/ug/slau445i/slau445i.pdf?ts = 1750456275306


    此致、
    Mallika Senthil

    [/quote]